CN112354112A - 一种消防气炮发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消防气炮发射装置，属于消防装置技术领域。该装置包括电磁换向阀、单向阀、压力开关、调节螺栓、排气孔、传感器、金属块、调节托盘、弹簧、活塞、触发托盘、炮膛、气室、炮身、压力表和高压气罐，炮身中部为炮膛，炮膛外围设置气室，气室和炮膛之间开口设置活塞，活塞连接弹簧一，炮膛一端外部设置金属块，金属块所在腔体设置排气孔和传感器，炮膛设置金属块一端内部设置调节托盘，调节托盘通过调节螺栓调节，调节托盘通过弹簧二连接触发托盘，气室上设置压力表，气室上设置两个通气孔，与高压气罐连通。该装置结构简单，发射效率高，安全性好，性价比高，对消防炮弹要求低，后期维护方便。

Description

一种消防气炮发射装置

技术领域

本发明涉及消防装置技术领域，特别是指一种消防气炮发射装置。

背景技术

气动灭火炮是一种特殊的发装置。其利用空气作为动力源，用高压气瓶往高压气室内注气。高压气室内有释放机构，在发射弹丸时，释放机构将高压气室内的高压气体释放喷出，推动弹丸向炮口喷出。在消防领域气动灭火炮可以实现远距离将装有干粉灭火剂的灭火弹发射到火场，灭火弹在火场里爆破灭火。气动灭火炮可用于高层建筑灭火，森林远程灭火，船舶码头灭火和油气罐灭火等。气动灭火炮具有发射压力平稳可控、对灭火弹的冲击加速度小，不涉及火药发射时的安全问题等特点。目前已有的消防气炮发射机构主要有：伴随管式发射机构、锥塞式发射机构、双破膜式发射机构、卡托式发射机构等。但这些现有机构均存在相应缺点。

如图3所示，伴随管式发射机构，气室充入发射气体。发射时控制阀开启，击发气路将气室与炮膛连通，灭火弹后方膛内压力开始上升到临界压力，灭火弹与伴随管一起前向运动，被伴随管关闭的气口逐渐打开，气室内的气体迅速进入膛内，最终气口全部打开，同时伴随管遇炮管凸缘停止，此时膛内压力与气室压力相等，灭火弹在气室最大压力下发射。但是，该机构对伴随管与炮身间的配合及密封要求较高，由于每次发射伴随管均与消防弹共同运动，控制珠和伴随管长期受到较大冲击载荷，易损耗导致发射故障，对其强度刚度要求较高。

如图4所示，锥塞式发射机构，阀门A打开，高压气体进入排气腔，使锥阀向右移动压紧弹后腔的入口上。同时，当高压气体的压力达到预定值时，从溢流阀流到高压气室和缓冲腔。将阀体顶到弹后空腔尾部。阻尼腔与高压气室间有小孔，高压气体可从小孔流进阻尼腔。发射时，阀门B打开，溢流阀为单向阀，排气腔里的气体经阀门B流出，压力迅速减小，阻尼腔里的气体在压力和弹簧的作用下向做推进，锥阀离开弹后腔，气体从弹后腔喷出，发射弹体。弹体发射后，阀门C打开，弹后空腔中的残余气体经阀门C流出。但是，该结构较为复杂，制造难度大，成本较高，且发射所需要的时间相对其他发射机构较长。

如图5所示，双破膜发射机构，假定高压腔初始注气压为p，首先将中压腔充p/2气压，然后再向高压腔充到压力p，膜片的破裂压力大于p/2，小于p，所以膜片不会破裂。发射时，将中压腔的压力阀打开，中压腔的气体从阀排除，中压腔压力迅速下降，左端膜片强度不能再承受气室压力时，立即破裂。随后，高压腔的压力迅速进入中压腔，又使第二道膜片破裂。高压气体进入炮管将弹丸推出。但该机构每发射一次需更换膜片，难以实现自动化发射，且更换膜片需要大量时间，难以满足灭火要求，而且增加了成本。

如图6所示，卡托式发射机构，首先将灭火弹由炮管口装入炮管内,推压发射机构的压钩,使其前端的斜面与灭火弹的锥头斜面相接触,压钩的后端由支承块支撑,压钩的上面由扭簧压紧。然后开启高压气瓶,压缩气体进入炮管内腔,压缩气体的压力作用在灭火弹的尾部,进入待发状态。发射时扳动击发手柄,其上的推块可使牵引板拉动拉杆,将支承块从压钩下拉出,压钩在扭簧作用下其前端斜面向上抬起,灭火弹前端被释放,在压缩气体的推力作用下,灭火弹即可发射出去。但该机构炮膛加压后灭火弹前方需要很大的锁紧力才能把灭火弹锁住，对击发装置的强度要求很高以至于多次调整击发销的强度才能保证正常工作；其次是对灭火弹强度要求较高，由于前后加压使灭火弹轴向承受弹后气体全部压力，促使灭火弹的弹壳加厚，对灭火弹在火场的起爆弥散具有很大的负面影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种消防气炮发射装置。

该装置包括电磁换向阀、单向阀、压力开关、调节螺栓、排气孔、传感器、金属块、调节托盘、弹簧一、弹簧二、活塞、触发托盘、炮膛、气室、炮身、压力表和高压气罐，炮身中部为炮膛，炮膛外围设置气室，气室和炮膛之间开有通孔设置活塞，活塞连接弹簧一，炮膛一端外部设置金属块，金属块所在腔体设置排气孔和传感器，炮膛设置金属块的一端内部设置调节托盘，调节托盘通过调节螺栓调节，调节托盘通过弹簧二连接触发托盘，气室上设置压力表，气室上设置两个通气孔，气室通过通气孔与高压气罐连通。

其中，气室上的两个通气孔分别接出两路，一路上由通气孔开始依次设置安全阀一、压力开关二、单向阀二、电磁换向阀三，另一路上由通气孔开始依次设置电磁换向阀二、安全阀二、压力开关一、单向阀一、电磁换向阀一，电磁换向阀一和电磁换向阀三后的管路汇合接高压气罐。

电磁换向阀为两位两通常闭电磁换向阀。

传感器为三线制电感式传感器。

传感器设置在炮膛尾部，传感器由通孔对金属块的运动进行检测。

该装置应用过程如下：

S1：将压力开关一、压力开关二的出发压力调至发射气压，安全阀一、安全阀二气压高于发射气压；

S2：电磁换向阀一、电磁换向阀三通电，电磁换向阀二断电，高压气体通过高压气罐分别进入活塞两侧；充气后活塞处于最右侧的位置，将炮膛内的通孔封闭，气体不能由气室进入炮膛内，当气压达到发射气压后，压力开关一、压力开关二作用，电磁换向阀一、电磁换向阀三断电，充气结束，发射机构进入待发阶段；

S3：消防弹由前置供弹装置提供，在自身重力的作用下下滑，下滑至触发托盘处推动触发托盘一起向炮身后侧运动，触发托盘通过连杆推动后侧金属块一同运动，当金属块向后运动被传感器检测到，控制端在接收到传感器的信号后给电磁换向阀二通电，活塞左侧气体通过电磁换向阀二排出，活塞迅速向左侧运动，运动的同时炮膛内的通孔被打开，高压气体通过通孔进入炮膛将消防弹发射。

所述S2中在弹簧一的作用下，活塞在气体进入气室前处于最右侧，气体进入气室后，活塞两侧气压相等，但与气体接触面积左侧面积大于右侧，故在气压和弹簧的共同作用下，气体不能由气室进入炮膛内。

所述S3中通孔总面积大于炮膛管径。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，设计结构简单，发射效率高，安全性好，性价比高，对消防炮弹要求低，后期维护方便。且可在短时间内全压发射，可行性高，有良好的应用前景。具体有点如下：

(1)发射无需耗材，可实现自动化发射，反应速度快，发射效率较高，发射成本较低。

(2)对零件间的配合要求不高，结构相对简单，便于制造，制造成本较低。

(3)发射方式可切换。由于供弹方式为前置供弹，故可手动发射也可搭配供弹机构自动化发射。手动发射方式类似迫击炮的发射方式，简单可行，对人员无特别技术要求，只需将消防弹置于炮腔内即可，安全可靠。

(4)根据不同重量和类型的消防弹可自主调节触发灵敏度，适用于发射口径内的所有类型消防弹，可发射的消防弹类型广。

(5)可调节发射气压，根据不同消防弹重量可通过调节发射气压来调整射程。

(6)安全性高。当气室内气压达到设定气压值时换向阀关闭，停止供气，即使压力开关损坏，安全阀也可保证气室内压力不超安全值。

(7)发射机构对消防弹的要求低，对消防弹壳体除尺寸外无特殊要求，可降低消防弹的制造成本。

(8)腔内排气速度快，目前消防气炮主要技术难题在于短时间将高压气体气压作用于消防弹后方，而本设计活塞可在短时间内将通孔打开，在极短的时间内全压发射。

附图说明

图1为本发明的消防气炮发射装置结构示意图；

图2为本发明的消防气炮发射装置的传感器布置示意图；

图3为现有的伴随管式发射示意图；

图4为现有的锥塞式发射示意图；

图5为现有的双破膜式发射示意图；

图6为现有的卡托式发射方式示意图。

其中：1-电磁换向阀一；2-单向阀一；3-压力开关一；4-电磁换向阀二；5-调节螺栓；6-排气孔；7-传感器；8-金属块；9-调节托盘；10-弹簧一；11-活塞；12-弹簧二；13-触发托盘；14-炮膛；15-气室；16-炮身；17-压力表；18-安全阀一；19-单向阀二；20-电磁换向阀三；21-高压气罐；22-安全阀二；23-压力开关二。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种消防气炮发射装置。

如图1所示，该装置包括电磁换向阀、单向阀、压力开关、调节螺栓5、排气孔6、传感器7、金属块8、调节托盘9、弹簧一10、弹簧二12、活塞11、触发托盘13、炮膛14、气室15、炮身16、压力表17和高压气罐21，炮身16中部为炮膛14，炮膛14外围设置气室15，气室15和炮膛14之间开有通孔设置活塞11，活塞11连接弹簧一10，炮膛14一端外部设置金属块8，金属块8所在腔体设置排气孔6和传感器7，炮膛14设置金属块的一端内部设置调节托盘9，调节托盘9通过调节螺栓5调节，调节托盘9通过弹簧二12连接触发托盘13，气室15上设置压力表17，气室15上设置两个通气孔，气室通过通气孔与高压气罐21连通。

气室15上的两个通气孔分别接出两路，一路上由通气孔开始依次设置安全阀一18、压力开关二23、单向阀二19、电磁换向阀三20，另一路上由通气孔开始依次设置电磁换向阀二4、安全阀二22、压力开关一3、单向阀一2、电磁换向阀一1，电磁换向阀一1和电磁换向阀三20后的管路汇合接高压气罐21。压力开关一3控制电磁换向阀一1，当压力开关一3达到设定压力后电磁换向阀一1断电；压力开关二23控制电磁换向阀三20，当压力开关二23达到设定压力后电磁换向阀三20断电。

电磁换向阀为两位两通常闭电磁换向阀。

传感器7为三线制电感式传感器。

如图2所示，传感器7设置在炮膛尾部，检测装置分为两部分，由螺纹连接，便于拆卸更换维修传感器。传感器由通孔对金属块的运动进行检测。在检测装置的壳体尾部和头部设有通孔，便于金属块移动时壳体内部气体的排放，减少其移动阻力。

下面结合具体实施过程予以说明。

该装置应用过程如下：

S1：将压力开关一3、压力开关二23的出发压力调至发射气压，安全阀一18、安全阀二22气压高于发射气压；

S2：电磁换向阀一1、电磁换向阀三20通电，电磁换向阀二4断电，高压气体通过高压气罐21分别进入活塞11两侧；在弹簧一10的作用下，活塞11在气体进入气室15前处于最右侧，气体进入气室15后，活塞11两侧气压相等，但与气体接触面积左侧面积大于右侧，故在气压和弹簧的共同作用下，充气后活塞11处于最右侧的位置，将炮膛14内的通孔封闭，气体不能由气室进入炮膛内。充气后活塞11处于最右侧的位置，将炮膛14内的通孔封闭，气体不能由气室进入炮膛内，当气压达到发射气压后，压力开关一3、压力开关二23作用，电磁换向阀一1、电磁换向阀三20断电，充气结束，发射机构进入待发阶段；

S3：消防弹由前置供弹装置提供，在自身重力的作用下下滑，下滑至触发托盘13处推动触发托盘13一起向炮身后侧运动，触发托盘13通过连杆推动后侧金属块8一同运动，当金属块8向后运动被传感器7检测到，传感器7将信号传输给控制端。其中触发灵敏度可通过调节螺栓5调节。控制端在接收到传感器7的信号后给电磁换向阀二4通电，活塞11左侧气体通过电磁换向阀二4排出，此时，由于活塞11左侧气压快速下降，在右侧高压气体的作用下活塞11迅速向左侧运动，运动的同时炮膛14内的通孔被打开，高压气体通过通孔进入炮膛14将消防弹发射。通孔总面积大于炮膛管径，此时可在短时间内将高压气体作用于消防弹尾部，达到良好的发射效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种消防气炮发射装置，其特征在于：包括电磁换向阀、单向阀、压力开关、调节螺栓(5)、排气孔(6)、传感器(7)、金属块(8)、调节托盘(9)、弹簧一(10)、弹簧二(12)、活塞(11)、触发托盘(13)、炮膛(14)、气室(15)、炮身(16)、压力表(17)和高压气罐(21)，炮身(16)中部为炮膛(14)，炮膛(14)外围设置气室(15)，气室(15)和炮膛(14)之间开有通孔设置活塞(11)，活塞(11)连接弹簧一(10)，炮膛(14)一端外部设置金属块(8)，金属块(8)所在腔体设置排气孔(6)和传感器(7)，炮膛(14)设置金属块的一端内部设置调节托盘(9)，调节托盘(9)通过调节螺栓(5)调节，调节托盘(9)通过弹簧二(12)连接触发托盘(13)，气室(15)上设置压力表(17)，气室(15)上设置两个通气孔，气室通过通气孔与高压气罐(21)连通。

2.根据权利要求1所述的消防气炮发射装置，其特征在于：所述气室(15)上的两个通气孔分别接出两路，一路上由通气孔开始依次设置安全阀一(18)、压力开关二(23)、单向阀二(19)、电磁换向阀三(20)，另一路上由通气孔开始依次设置电磁换向阀二(4)、安全阀二(22)、压力开关一(3)、单向阀一(2)、电磁换向阀一(1)，电磁换向阀一(1)和电磁换向阀三(20)后的管路汇合接高压气罐(21)。

3.根据权利要求1所述的消防气炮发射装置，其特征在于：所述电磁换向阀为两位两通常闭电磁换向阀。

4.根据权利要求1所述的消防气炮发射装置，其特征在于：所述传感器(7)为三线制电感式传感器。

5.根据权利要求1所述的消防气炮发射装置，其特征在于：所述传感器(7)设置在炮膛尾部，传感器(7)由通孔对金属块(8)的运动进行检测。

6.根据权利要求1所述的消防气炮发射装置，其特征在于：该装置应用过程如下：

S1：将压力开关一(3)、压力开关二(23)的出发压力调至发射气压，安全阀一(18)、安全阀二(22)气压高于发射气压；

S2：电磁换向阀一(1)、电磁换向阀三(20)通电，电磁换向阀二(4)断电，高压气体通过高压气罐(21)分别进入活塞(11)两侧；充气后活塞(11)处于最右侧的位置，将炮膛(14)内的通孔封闭，气体不能由气室进入炮膛内，当气压达到发射气压后，压力开关一(3)、压力开关二(23)作用，电磁换向阀一(1)、电磁换向阀三(20)断电，充气结束，发射机构进入待发阶段；

S3：消防弹由前置供弹装置提供，在自身重力的作用下下滑，下滑至触发托盘(13)处推动触发托盘(13)一起向炮身后侧运动，触发托盘(13)通过连杆推动后侧金属块(8)一同运动，当金属块(8)向后运动被传感器(7)检测到，控制端在接收到传感器(7)的信号后给电磁换向阀二(4)通电，活塞(11)左侧气体通过电磁换向阀二(4)排出，活塞(11)迅速向左侧运动，运动的同时炮膛(14)内的通孔被打开，高压气体通过通孔进入炮膛(14)将消防弹发射。

7.根据权利要求6所述的消防气炮发射装置，其特征在于：所述S2中在弹簧一(10)的作用下，活塞(11)在气体进入气室(15)前处于最右侧，气体进入气室(15)后，活塞(11)两侧气压相等，但与气体接触面积左侧面积大于右侧，故在气压和弹簧的共同作用下，气体不能由气室进入炮膛内。

8.根据权利要求6所述的消防气炮发射装置，其特征在于：所述S3中通孔总面积大于炮膛管径。

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